基于多元統(tǒng)計分析的城市競爭力研究

王中+鄧瓊+王躍恒

摘要應用多元統(tǒng)計分析方法對34個省會城市和計劃單列市的競爭力進行了綜合評估.首先設立城市競爭力評價指標，由于指標之間存在相關性，采用因子分析法選取公共因子作為評價的綜合指標，然后構造評價函數(shù)，根據(jù)城市競爭力在各公因子上的得分及其綜合排名，分析各城市的發(fā)展特色和競爭優(yōu)劣點.基于因子分析法得到的公因子替代原始變量，分別采用系統(tǒng)聚類分析法和K均值聚類分析法給各城市劃分類型，比較兩種不同聚類法得出的結果，分析聚類結果可靠性.最后基于綜合評估結果給出了提高城市競爭力的合理建議.

關鍵詞區(qū)域經(jīng)濟學；競爭力與綜合實力正相關；多元統(tǒng)計分析；聚類分析

中圖分類號F224.7文獻標識碼A

Research on Urban Competitiveness Based on Multivariate Statistical Analysis

Zhong WANG，Qiong DENG，Yueheng WANG

（School of Mathematics and Statistics，Changsha University of Science and Technology，410114，China）

AbstractThis paper made a comprehensive study on the urban competitiveness of 34 provincial capitals and municipalities.First，the evaluation index of urban competitiveness was set up.Due to the correlation between the indicators，the factor was used as the comprehensive index of the evaluation，and then the evaluation function was constructed.According to the scores of the city's competitiveness on the common factor and its comprehensive rank，the development characteristics of the city and the advantages and disadvantages of competition were analyzed.Based on the factor analysis，the common factors were replaced by the common variables.The clustering types and the Kmeans clustering analysis were used to classify the cities respectively.The results of the two different clustering methods were compared and the reliability of the clustering results was analyzed.Finally，based on the comprehensive evaluation of the results，some recommendations were put forward to improve the competitiveness of the cities.

Key wordsUrban competitiveness；Factor analysis；System clustering；Kmeans clustering method；Comprehensive evaluation

1引言

在研究35個省會城市和計劃單列市的競爭力綜合評估中，采用的具體分析方法為因子分析法和聚類分析法.

李如（2008）[1]認為隨著經(jīng)濟全球化的到來，城市在全球競爭中主體特性表現(xiàn)得越發(fā)鮮明，在經(jīng)濟和社會發(fā)展中影響力越來越顯著.然而，有多方面因素會影響城市具體功能，不能僅僅通過城市特定某個或某幾個方面就確定其相應的定位.需要綜合考慮社會經(jīng)濟的各個方面.通過利用多元統(tǒng)計學中的因子分析和聚類分析方法，建立城市競爭力綜合評估模型.根據(jù)系統(tǒng)性、科學性原則考慮關于城市綜合發(fā)展評價的指標體系，對34個省會城市和計劃單列市（其中有部分數(shù)據(jù)不完整）的城市競爭力發(fā)展水平進行定量分析并給出合理建議.徐俊杰（2004）[2]提出隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，中國城市競爭力探討逐漸成為一項具有深遠意義的全新課題.城市競爭力的研究能夠幫助城市了解自身的競爭機遇和威脅、地位和環(huán)境等等.能夠幫助城市掌握其他城市的發(fā)展情況.能夠幫助城市學習其他城市發(fā)展的長處和優(yōu)勢，從而制定科學的競爭與區(qū)域合作策略.許東（2003）[3]認為中國各城市充分積極的合作，合理有效的競爭，有利于形成科學的區(qū)域經(jīng)濟.

對一個復雜系統(tǒng)通過收集有關信息和客觀評價營運狀態(tài)的過程為綜合評估.

系統(tǒng)的多目標性是綜合評估的難點.王燕飛（2015）[4]指出進行綜合評估，往往需要綜合觀察許多運行指標，然而只有在一維空間中才能實現(xiàn)排序評估，在眾多的指標中，很難直接比較其實力，所以解決綜合評估的核心問題的方法就是客觀、科學的用單指標的形式綜合替換多指標.寧越敏，唐禮智（2001）[5]說因子分析主要是一種降維思想，以較少的幾個綜合因子反映原始變量的大部分信息，將多個指標綜合為少數(shù)幾個公因子去描述與因素之間的聯(lián)系.它的優(yōu)點在于不受主觀因素的影響，它是基于由數(shù)據(jù)分析而得出的指標之間的內(nèi)在結構關系確定的權數(shù)，由于抽取的公因子之間相互獨立，從而減少信息的交叉，這對于分析評價十分有力.endprint

因子分析法做加權評估主要是構造公因子F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m的線性組合，由于公因子的方差較大，則該公因子反映原始信息量越多，故以各公因子Fj的方差貢獻率aj作為權數(shù)構造一個綜合評價函數(shù)，即形如y=a1F1+…+amFm，對每個城市計算出y的值，并按照其大小進行排序或城市分類劃級.

鐘靈，張瑩，伍艷春（2011）[6]介紹了關于城市競爭力的研究，國外起步較早，主要是圍繞城市競爭機制、城市競爭影響因素、城市競爭評價、以及城市競爭力提升戰(zhàn)略等開展的.國內(nèi)起步相對較晚，主要是對城市競爭力評價指標體系的研究，總體上還未形成一個權威、科學、統(tǒng)一的評價體系.

周振華，陳維，湯靜等（2001）[7]的文章表明，上海社會科學院首次提出現(xiàn)代市場競爭是最有價值的生產(chǎn)要素，另外，比較有代表性的是倪鵬飛（2005）[8]的“弓弦模型”，模型認為城市競爭力為一個城市在發(fā)展過程中與其他城市相比較所具有的吸引、競爭、占有和轉(zhuǎn)化資源，占領和控制市場、創(chuàng)造價值及為其居民提供福利的能力.他把影響城市競爭力硬要素比作弓，把軟要素比作弦，把城市產(chǎn)業(yè)比作箭，它們相互作用形成城市競爭力.

2研究方法

2.1構建評價指標體系

根據(jù)系統(tǒng)性原則、可比、可量、可行性原則及全面與重點相結的原則設立7個一級評價指標、21個二級評價指標.一級指標為：國民經(jīng)濟核算、人口與就業(yè)、房地產(chǎn)、財政和金融、運輸和郵電、經(jīng)濟貿(mào)易、教育、衛(wèi)生文化.二級指標為：x1國內(nèi)生產(chǎn)總值、x2第一產(chǎn)業(yè)增加（億元）、x3第二產(chǎn)業(yè)增加（億元）、x4第三產(chǎn)業(yè)增加（億元）、x5年末總?cè)丝冢ㄈf元）、x6在崗職工平均工資（元）、x7房地產(chǎn)開發(fā)投資額（億元）、x8房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)購置土地面積（萬平方米）、x9地方財政預算內(nèi)收入（億元）、x10地方財政預算內(nèi)支出（億元）、x11城鄉(xiāng)居民儲蓄年末余額（億元）、x12旅客運輸量（萬人）、x13貨物運輸量（萬噸）、x14郵政局數(shù)（所）、x15固定電話用戶數(shù)（萬戶）、x16社會商品零售總額（億元）、x17貨物進出口總額（百萬美元）、x18普通高等學校在校學生數(shù)（萬人）、x19醫(yī)院衛(wèi)生院數(shù)（個）、x20職業(yè)（助理）醫(yī)師數(shù)（萬人）、x21劇場影院數(shù)（個）.

2.2多元統(tǒng)計學方法

在使用上述方法構建指標、收集樣本數(shù)據(jù)后，檢驗指標間的相關性，若變量之間存在相關性，采用因子分析法，通過線性變換，將原始變量綜合為少數(shù)幾個公共因子，公共因子之間相互無關，并且這少數(shù)幾個公因子包含原始變量的大部分信息，然后把方差貢獻率作為權重，構造公因子的線性函數(shù)，該函數(shù)值即城市的綜合競爭力大小.

何曉群（2015）[9]基于因子分析法得到的公因子替代原始變量，分別采用系統(tǒng)聚類分析法和K均值聚類分析法給各城市劃分類型，并比較兩種不同聚類法得出的結果，分析聚類結果可靠性.

2.3分析工具

（1）EXCEL：數(shù)據(jù)錄入EXCEL，對收集到的數(shù)據(jù)進行指標篩選，處理數(shù)據(jù)缺失值，再進行指標分類.

（2）SPSS：統(tǒng)計分析用SPSS統(tǒng)計分析軟件.在SPSS軟件上，實現(xiàn)因子分析法、系統(tǒng)聚類法及K均值聚類法.

3研究結果

3.1樣本特征

研究對象是35所省會城市和計劃單列市，研究數(shù)據(jù)來源于2014年中國統(tǒng)計年鑒，數(shù)據(jù)處理包括：

1.數(shù)據(jù)有嚴重缺失的拉薩市沒有列入本文的討論范圍.

2.深圳的x21指標數(shù)據(jù)缺失，因為該指標數(shù)據(jù)波動小，所以通過將其前五年的數(shù)據(jù)平均補充該缺失值.

3.由于各指標有量綱差別，在因子分析中是從相關矩陣出發(fā)求公共因子，各城市的聚類分析，是利用公因子替代原始變量進行聚類的.

3.2因子分析法結果

3.3聚類分析結果

4結論

根據(jù)上面計算的結果可以得出以下幾個結論.

1.競爭力與經(jīng)濟總量正相關

根據(jù)表1可知，抽取3個公因子，累計貢獻率達86%，F(xiàn)actor_1的貢獻率最大為65.084%.由表2與表3結合表4可知，F(xiàn)actor_1與經(jīng)濟變量的相關性較大，主要表現(xiàn)的是各城市經(jīng)濟總量情況，由于在公因子中權重最大，在綜合評價上起決定性作用.整個地區(qū)的競爭力基本體現(xiàn)在城市經(jīng)濟總量的水平.上海作為中國的金融中心，改革開放以來上海是經(jīng)濟飛速發(fā)展龍頭城市，在公因子Factor_1上面得分遠超于其它城市的得分，北京作為中國首都，在地理位置、國家政策便利、對外開放程度等方面都有得天獨厚的優(yōu)勢，北京在這項的得分也很高；而西部城市、沒有經(jīng)濟依靠的東部城市和沿海城市或是內(nèi)陸城市的公因子Factor_1得分均為負值.

2.競爭力與公共事業(yè)正相關

Factor_2主要反映的是城市人口，還包含著為居民所提供的條件，包含城市交通、郵電通訊、醫(yī)療及文化娛樂.因此，要提高城市競爭力，可以從改善城市交通條件、郵電通訊設施以及進行醫(yī)療改革、控制人口數(shù)量方面著手.

3.競爭力與文化教育正相關

Factor_3主要反映的是城市高校的教育水平.通過比較，不難發(fā)現(xiàn)教育水平和綜合競爭力的關系，教育水平較高的，綜合競爭力基本都靠前.當今是一個創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的時代，創(chuàng)新依靠人才培養(yǎng)，所以各個城市提高綜合競爭力的當務之急是提高教育水平、加快教育改革步伐.

因子分析法得出的排名情況和基于公共因子得出的兩種聚類法的聚類結果是基本一致的.表5和表6聚類結果一致，聚類結果中北京、上海、深圳聚為一類，上海、北京成一類，它們的各項指標均位于前列，具有各種優(yōu)勢；對于深圳，它是我國最具活力的新興的工業(yè)城市；廣州、武漢為一類，廣州的各項指標均衡發(fā)展，武漢發(fā)展的特點是商貿(mào)中心、重工業(yè)基地，位于中國主要城市帶的中心，也位于中國大城市帶的正中心，基本上連貫東西，承接南北，武漢又有長江水道和漢江水道，武漢有希望發(fā)展成為中國最大的商貿(mào)集散和物流中心.重慶單獨為一類，從原始數(shù)據(jù)分析看來，作為我國人口數(shù)量最多的城市，重慶的客運量和人口遠超于其余城市.其它城市聚為另一類，由因子分析法排名結果可知：上海、北京、深圳、天津、重慶、廣州它們的競爭力排名分數(shù)高于其它城市，且具有顯著優(yōu)勢，從地理位置來看，我國的主要經(jīng)濟圈是以這些城市為中心的地區(qū)組成的，這些城市分別是長江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)及珠江三角洲的領頭城市.成都、杭州、寧波、青島的競爭力排名分數(shù)均為正數(shù)，武漢、大連、沈陽的排名分數(shù)也趨近于正值，除武漢、重慶、成都以外，以上城市均位于我國的東部地區(qū).除此以外的其它城市競爭力排名分數(shù)均為負值，由于諸如自然條件、歷史條件、經(jīng)濟政策等因素的差異，我國各城市發(fā)展程度極不均衡，在社會商品零售總額和固定資產(chǎn)投資上，綜合排名為負值的城市均低于排名為正值的城市.要形成各區(qū)域經(jīng)濟的均衡發(fā)展態(tài)勢，必須增加對這些區(qū)域的資金投入，同時給予政策上一定的支持和便利，當然授人以魚不如授人以漁各地區(qū)應該了解自身的發(fā)展特色、深入挖掘發(fā)展?jié)摿U展發(fā)展空間，通過揚長避短努力提高自身的競爭實力.

參考文獻

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[3]許東.我國典型案例城市競爭力的分析和評價-兼論鄭州市城市競爭力的提升[D].河南：河南大學數(shù)學與統(tǒng)計學院，2003.

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[8]倪鵬飛.中國城市競爭力報告No.3[M].北京：社會科學文獻出版社，2005.

[9]何曉群.多元統(tǒng)計分析[M].北京：中國人民大學出版社，2015.endprint